1、14.2 热机的效率【学习目标】1从能量转化的角度认识热值，并能进行相关的计算。2通过能量的转化与转移，认识效率，能计算热机的效率。【重点难点】1认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。2认识热机的效率，能计算热机的效率。学习内容一：燃料的热值学习指导：阅读课本 P22P23 的文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。2热值的单位由热量与质量的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，所以热值的单位是焦每千克，符号是 J/kg。3酒精的热值是 3.0107_J/kg，它的物理意义是：1 k
2、g 酒精完全燃烧所放出来的热量是 3.0107_J。【合作探究】教师巡视辅导。1说一说：在我们的家庭中，会使用哪些燃料？答：煤、液化气、木柴等。2根据我们的生活经验想一想：烧开同样一壶水，使用不同的燃料，所消耗的燃料的质量是一样多吗？ 答：烧开同样一壶水，使用不同的燃料，消耗的燃料的质量是不同的；这说明什么？答：这说明，不同的燃料，燃烧后放出的热量是不同的。3在物理学中，我们用热值的概念来表示这种差异。这种下定义的方法叫“比值法” 。4阅读 P23 第二段的内容，归纳一下利用燃料的热值和质量，来计算燃料完全燃烧所放出热量的公式。(用 Q 放 表示放出的热量，q 代表燃料的热值 ，m 代表燃料的
3、质量)答：Q 放 qm5如果是气体燃料，公式又是什么样的？答：Q 放 qV6请写出这二个公式的推导式。答：mQ 放 /q，qQ 放 /m，VQ 放 /q，qQ 放 /V。7在实际的燃烧过程中，燃料能否充分燃烧？如果不能则燃料的热值是否会发生变化？答：热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用上述公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。但燃料的热值不会改变。【展示交流】请学生利用热值公式完成 P26 第 1、2 题，注意计算格式。【精讲点拨】1热值只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧，燃料的质量、体积均无关系。2在计算燃料燃烧放出的热量时，热值与
4、质量的单位必须是国际单位，计算的结果才是 J，同理 ，在计算气体燃料燃烧放出的热量的时候，热值的单位应为 J/m3，体积的单位应为 m3，计算的结果才是 J。3利用推导式 mQ 放 /q，q Q 放 /m，VQ 放 /q，qQ 放 /V 可以求出对应的燃料的质量、体积、热值 。【即时练习】1关于燃料的热值，以下说法中正确的是( A )A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况无关B. 容易燃烧的燃料，热值一定大C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多D放出热量多，热值就大2. 一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油( D )A. 密度和热值不变，比热容减为原来的一半B. 比
5、热容和密度不变，热值减为原来的一半C. 热值和比热容不变，密度减为原来的一半D. 密度、热值和比热容都不变学习内容二：热机效率学习指导：阅读课本 P23P24 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1对于热机而言，燃料释放的能量一部分用来做功，一部分散失了。用来做有用功的那一部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机效率。2蒸汽机的效率只有 6_% 15_%，汽油机的效率可以达到 20_%30_%，柴油机的效率可以达到 30_%40_%。3设法利用废气带走的热量，是提高燃料利用率的重要措施。【合作探究】教师巡视辅导。1我们在用煤气烧水的时候，煤气能否充分燃烧，煤气燃烧放出
6、的热量能否都被水吸收？答：煤气不能充分燃烧，燃烧放出的热也不能完全被水吸收。2阅读课本 P24“想想议议” ，回答相关问题。答 ：燃料燃烧放出的热量，一部分直接散失到空气中去， 一部分被废气带走，只有一小部分用来做有用功了。3在八年级，我们学习了机械效率，那么我们能不能用类似的方法来计算出内燃机的效率呢？在内燃机的效率问题中，什么相当于有用功？什么相当于总功？推导出相关公式。答：内燃机对外做的功相当于有用功，燃料完全燃烧放出的热量相当于总功。 W 有用 /Q 放4在问题 1 中，如果要计算煤气烧水时的效率，公式是什么样的？讨论后推导之。答： Q 吸 /Q 放5热机的效率是热机性能的重要指标，提
7、高热机效率有何意义，怎样提高热机效率？答：提高热机效率可以节省燃料，减少污染。提高热机效率的方法：1.尽量使燃料充分燃烧；2.设法利用废气带走的热量 。6阅读 P25“从火车到火箭” ，了解人类运输工具的进步。【展示交流】教师掌握情况。【精讲点拨】1为了提高热机的效率，在大型火力发电站，人们常常利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。2在计算热机效率的时候，一般先利用公式 Q 放 qm 或 Q 放 qV 计算出燃料完全燃烧放出的热(这相当于机械效率中的总功 ) 再利用 W 有用 /Q 放 或 Q 吸 /Q 放 计算出热机的效率。【即时练习】1完成课本 P26 第 3、4 题。2据估计，全国一年可产生城市生活垃圾约 5.6108 t，焚烧生活垃圾释放的热量为我所用，是综合利用垃圾的一种方法。若燃烧 1 t 生活垃圾可以放出 1.1761010 J 的热量，问：(1)这些热量相当于完全燃烧多少焦碳产生的热量？(2)这些热量可以将多少 kg 的水由20 加热到沸腾？答：(1)m 392 kg (2) m 3.510 4 kgQq Qc（t t0）【当堂练习】见训练案基础部分